Desinfektionseffizienztest für kontaminierte chirurgische Masken mithilfe eines Ozongenerators

May 29, 2023

BMC Infectious Diseases Band 22, Artikelnummer: 234 (2022) Diesen Artikel zitieren

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Details zu den Metriken

Ozon (O3) ist ein wirksames Desinfektionsmittel, das keine schädlichen Rückstände hinterlässt. Aufgrund der durch die COVID-19-Pandemie verursachten globalen Gesundheitskrise besteht eine hohe Nachfrage nach chirurgischen Masken, einige müssen in bestimmten Regionen wiederverwendet werden. Ziel dieser Studie ist es, die Auswirkungen von O3 zur Pathogendesinfektion auf wiederverwendete chirurgische Masken unter verschiedenen Bedingungen zu bewerten.

O3-Generatoren, ein modifizierter PZ 2–4 für Luft (2000 mg O3/L) und ein modifizierter PZ 7 –2HO für Luft (500 mg O3/L), wurden zusammen mit 1,063 m3 (0,68 × 0,68 × 2,3 m) und verwendet 0,456 m3 (0,68 × 0,68 × 1,15 m) große Acrylboxen sowie eine raumgroße 56 m3 (4 × 4 × 3,5 m) große Box zur Bereitstellung von 3 Bedingungen für die Desinfektion von Masken, die mit umhülltem RNA-Virus (105 FFU/ml) kontaminiert sind. , Bakterien (103 KBE/ml) und Pilze (102 Sporen/ml).

Die viruzide Wirkung betrug 82,99 % bzw. 81,70 % nach 15-minütiger Behandlung mit 2000 mg/L O3 bei 1,063 m3 bzw. 500 mg/L O3 bei 0,456 m3. Die virale Abtötungswirkung nahm mit der Zeit zu und erreichte unter beiden Bedingungen nach zweistündiger Inkubation mehr als 95 %. Durch die Verwendung von 2000 mg/L O3 in einer 1,063 m3 großen Box wurde festgestellt, dass das Wachstum von Bakterien und Pilzen auf chirurgischen Masken nach 30 Minuten bzw. 2 Stunden Behandlung vollständig gehemmt wurde. Die Verwendung eines O3-Generators mit niedrigerer Dosis von 500 mg O3/L in 0,456 m3 führte zu einer geringeren Effizienz, obwohl der Unterschied nicht signifikant war. Die Verwendung von O3 mit 2000 mg O3/L oder 500 mg O3/L in einem 56 m3 großen Raum ist effizient für die Desinfektion aller Krankheitserreger auf der Oberfläche wiederverwendeter chirurgischer Masken.

Diese Studie lieferte die Bedingungen für die Verwendung von O3 (500–2000 mg/L) zur Reduzierung von Krankheitserregern und zur Desinfektion kontaminierter chirurgischer Masken, die zur Reduzierung der unsachgemäßen Verwendung wiederverwendeter chirurgischer Masken eingesetzt werden könnten.

Peer-Review-Berichte

Die aktuelle Situation inmitten der Pandemie des neuartigen Coronavirus 2019 (COVID-19) hat weltweit zu einer wirtschaftlichen Rezession und psychischen Krisen geführt. Bürger, insbesondere medizinisches Personal, sind einem Infektionsrisiko ausgesetzt. Das Virus verbreitet sich zwischen Menschen durch kleine Flüssigkeitspartikel beim Husten, Niesen, Sprechen oder sogar Atmen. Infizierte Sekrete können mehrere Stunden in der Luft verbleiben. Je nach Materialart kann der Erreger auf verschiedenen Oberflächen sogar noch länger überleben [1]. Neben dem Coronavirus können auch Bakterien oder Pilze durch den Kontakt mit Luft- und Umweltschadstoffen verbreitet werden, darunter Staphylococcus aureus und Pseudomonas aeruginosa, bei denen es sich um häufige Bakterien handelt, die beim Menschen Infektionen verursachen. Eine geringe Immunität kann Infektionskrankheiten in Wundbereichen, chirurgischen Wunden und Lungeninfektionen [2, 3] durch Übertragung über die Luft in Krankenhäusern oder durch andere Kontaminationsquellen verursachen. Diese Krankheitserreger können auch medizinisches Personal kontaminieren. Darüber hinaus gibt es Pilzstämme, die in Form von Myzel, Schimmel und Sporen wie Aspergillus spp. über die Luft übertragen werden können und zu Überempfindlichkeiten wie Allergien und Asthma führen können [4, 5]. Masken wurden als potenzielle PSA zur Bekämpfung des Ausbruchs der COVID-19-Pandemie und anderer über die Luft übertragener Krankheitserreger empfohlen. Die Wiederverwendung einer chirurgischen Maske wird nicht empfohlen, kam jedoch aufgrund der hohen Nutzungsanforderungen der letzten Zeit vor. Wirksame Methoden zur industriellen Desinfektion von Gesichtsmasken umfassen die Verwendung von Wasserstoffperoxiddampf, ultravioletter Strahlung, feuchter Hitze, trockener Hitze und Ozongas [6]. Allerdings sind die optimalen Bedingungen für die Desinfektion von OP-Masken zur Wiederverwendung noch unzureichend erforscht. Ozon ist ein Molekül aus 3 Sauerstoffatomen (O3) mit einer instabilen Struktur, das Oxidationsreaktionen eingehen kann, wodurch es für Mikroorganismen giftig wird. Ozon ist ein Gas, das sich schneller über eine Fläche ausbreiten kann als das normale Versprühen von Flüssigkeiten. Es wird mit organischen Substanzen oxidiert und kann jede anorganische Substanz in Wasser und Luft desinfizieren, wobei es eine stärkere Sterilisationswirkung auf Pseudoviren hat, was darauf hindeutet, dass es eine Desinfektion von Coronaviren erreichen kann [7]. Mehrere Studien haben gezeigt, dass Ozon Viren auf schwer zugänglichen Oberflächen, einschließlich der Stoffstruktur von Gesichtsmasken, über einen bestimmten Zeitraum abtöten kann [4] und dass Ozon 99 % der in der Luft befindlichen Viren in einem Zeitraum von 15 Minuten abtötet [8]. ]. Der Nachteil besteht darin, dass Ozon Hautschäden und Reizungen der Atemwege verursachen kann, weshalb es mit Vorsicht angewendet werden muss. Es ist jedoch sehr instabil, hat eine kurze Halbwertszeit und lässt sich daher leicht entfernen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Ozon ein guter Kandidat für die Desinfektion chirurgischer Masken ist; Die Wirksamkeit des Einsatzes von Ozon zur Desinfektion hängt jedoch von der Konzentration und der Behandlungszeit ab. Daher zielt diese Studie darauf ab, die Wirksamkeit von Ozon gegen virale, bakterielle und pilzliche Kontaminationen auf der Oberfläche von chirurgischen Masken zu untersuchen. Die Ergebnisse dieser Studie werden hoffentlich das Verständnis der Anwendung von Ozon bei der Desinfektion chirurgischer Masken verbessern.

Ein modifizierter PZ 2–4 für Luft, der 2000 mg O3/L produzierte, und ein modifizierter PZ 7 –2HO für Luft, der 500 mg O3/L produzierte, wurden zusammen mit Acrylboxen verwendet. Eine Box mit den Maßen 0,68 × 0,68 × 2,3 m (1,063 m3) wurde aus 5 mm dickem Acryl mit einem Anschluss auf jeder Seite der Box hergestellt, um problemlos mit dem modifizierten PZ 2–4 für Air O3-Generator verwendet und zur Dekontamination geöffnet werden zu können des O3 nach Abschluss des Experiments durch Ersetzen des O3 durch O2, wie in Abb. 1 gezeigt. Eine Box halber Größe mit einem Fassungsvermögen von 0,456 m3 (0,68 × 0,68 × 1,15 m) wurde auf die gleiche Weise (Daten nicht gezeigt) zur Verwendung konstruiert mit einem kleineren O3-Generator, dem modifizierten PZ 7 –2HO für Luft. Die Experimente wurden unmittelbar nach dem Einleiten von gasförmigem O3 aus dem O3-Generator in die Box durchgeführt, bis das O3-Messgerät 10 ppt erreichte. Die Desinfektion einer kontaminierten Maske in einem Raum wurde in einer raumgroßen Kammer von 56 m3 (4 × 4 × 3,5 m) bei Raumtemperatur und Luftfeuchtigkeit durchgeführt.

Acrylbox zum Anschluss an den O3-Generator. Zur Konstruktion der Box wurden zwei 5 mm dicke Acrylstücke der Größe 0,68 × 1,15 (Breite × Länge) und vier Stücke der Größe 0,68 × 0,68 (Breite × Länge) verwendet. Jede Seite des Acrylglases wurde mit einem 25 × 25 mm großen Anschluss für den Anschluss an den O3-Generator und für die Öffnung zum Ersetzen des O3-Gases durch O2 ausgestattet. An der Türseite war ein manuelles Schloss angebracht, und für eine einfache Bewegung waren Räder verbunden

Das Dengue-Virus, ein repräsentatives RNA-umhülltes Virus, wurde in der C6/36-Mückenzelllinie in einem T75-Kolben mit einer Infektionsmultiplizität (MOI) von 0,1 vermehrt [9]. Die inokulierten Zellen wurden 7 Tage lang bei 28 °C ohne CO2 inkubiert, bevor der Überstand, der neue Nachkommenviren enthielt, entfernt wurde. Infektiöse Partikel im gesammelten Überstand wurden mit dem Focus-Forming-Assay (FFA) und anschließend mit dem indirekten Immunfluoreszenz-Assay (IFA) getestet.

Die virale Infektiosität wurde durch den Focus Forming Assay bewertet und als Focus Forming Units pro Milliliter (FFU/ml) dargestellt [10]. Kurz gesagt, einschichtige Vero-Zellen in Dulbeccos modifiziertem Eagle-Medium (DMEM) (Gibco, USA), ergänzt mit 10 % fötalem Rinderserum (FBS), wurden einen Tag vor dem Experiment in einer sterilen 96-Well-Platte hergestellt und bei 37 °C mit 5 inkubiert % CO2. Der das Virus enthaltende Überstand wurde mit DMEM auf Eis auf 1:107 verdünnt, bevor er zu 50 µl Zellen gegeben wurde. Inokulierte Zellen wurden 2 Stunden lang unter Schütteln alle 30 Minuten inkubiert, um eine Virusinfektion zu ermöglichen. Darüber wurde ein klebriges Reagenz (2 % Carboxymethylcellulose (CMC) in DMEM) hinzugefügt, um die Virusausbreitung zu begrenzen. Infizierte Zellen wurden 3 Tage lang bei 37 °C mit 5 % CO2 inkubiert, bevor sie durch 4 % Formaldehyd in phosphatgepufferter Kochsalzlösung (PBS) (Sigma Aldrich, USA) und 0,1 % Triton X-100 in PBS (Sigma Aldrich, USA) fixiert und permeabilisiert wurden. USA). Fixierte Zellen wurden mit einem für das Dengue-Virus spezifischen Primärantikörper geprimt, gefolgt von einem mit Alexa488 markierten Sekundärantikörper zur Visualisierung unter einem Fluoreszenzmikroskop. Die Anzahl der Herde wurde gezählt und berechnet, um die Anzahl der fokusbildenden Einheiten (FFU)/ml zu bestimmen [11].

Die Anzahl der maskenkontaminierenden Krankheitserreger wurde durch ein Standardverfahren zur Zählung von Krankheitserregern vor und nach der Ozonbehandlung unter den verschiedenen Bedingungen ermittelt. Zu den Variablen gehörten die Ozonkonzentration, die Behältergröße und die Expositionszeit. Um die Virusdesinfektionseffizienz von Ozon unter verschiedenen Bedingungen zu bewerten, wurde die optimale Konzentration des Virus für den Test vorbereitet. Eine Viruskonzentration von 105 FFU/ml wurde auf Eis hergestellt und 100 µl (10.000 FFU) wurden in eine sterile chirurgische Maske mit einer Größe von 1 cm2 gegeben, bevor sie in eine sterile Petrischale gegeben wurde. Eine Schale mit einer kontaminierten Maske wurde in drei Desinfektionsbedingungen gestellt: 0,53 m3 mit 500 mg/L O3, 1,6 m3 mit 2000 mg/L O3, 56 m3 mit 500 und 2000 mg/L O3 und mit geöffnetem Deckel, bevor das Gerät in Betrieb genommen wurde Maschine. Die Zeit wurde unmittelbar nach der Messung von 10 Teilen pro Billion (ppt) mit dem O3-Messgerät (Prozone, Thailand) gezählt. Die kontaminierte Maske wurde aus jedem Desinfektionszustand nach 0 Minuten, 15 Minuten, 30 Minuten, 1 Stunde und 2 Stunden O3-Behandlung bei Raumtemperatur im August in Thailand gesammelt. Zur Dekontamination der Maske bei Raumtemperatur wurden 4 h O3-Behandlung hinzugefügt. Die kontaminierte Maske wurde in 200 µl steriles DMEM getaucht, um das Virus in das Kulturmedium zu übertragen. Das Kulturmedium wurde zum Vergleich mit dem Kontrollvirus am Startpunkt einer FFA unterzogen.

Zur Bestimmung der antibakteriellen und antimykotischen Aktivität von Ozon, grampositiven und gramnegativen Bakterien, nämlich Staphylococcus aureus (S. aureus) ATCC29213, Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) ATCC27803 und dem Pilz Aspergillus spp. wurden als repräsentative Krankheitserreger verwendet. Die Bakterien wurden in Nährbrühe (NB) subkultiviert und über Nacht bei 37 °C inkubiert. Anschließend wurden die Organismen durch Zentrifugation gewaschen und in 0,9 % Natriumchlorid (normale Kochsalzlösung) resuspendiert und die Konzentration spektrophotometrisch bei 600 nm gemessen. Anschließend wurden die Bakterien mit normaler Kochsalzlösung auf die gewünschte Konzentration eingestellt.

Zur Pilzpräparation: Aspergillus spp. wurde auf Sabouraud-Dextrose-Agar (SDA) kultiviert und 3 Tage lang bei 25 °C inkubiert. Die Schimmelpilzsporen wurden mit einer Nadel in 0,1 % Peptonwasser übertragen. Anschließend wurden die Sporen mit einem Hämozytometer gezählt und mit normaler Kochsalzlösung auf die für das Experiment erforderliche Konzentration eingestellt.

Die Bakterienkonzentration beträgt 103 koloniebildende Einheiten (KBE)/ml und die Aspergillus spp. Eine Konzentration von 102 Sporen/ml wurde separat auf ein steriles 1 cm2 großes Stück einer chirurgischen Maske getropft und in eine sterile Petrischale gegeben. Die Schalen wurden in eine kleine Box (0,53 m3; 500 mg/L) und eine große Box (1,6 m3; 2000 mg/L) gestellt und Ozon wurde durch den Kanal am Schrankboden in den Tank abgegeben, bis die Ozondichte erreicht war 10 Punkte. Die kontaminierten Masken wurden aus jedem Desinfektionszustand nach 0 Minuten, 15 Minuten, 30 Minuten, 1 Stunde und 2 Stunden O3-Behandlung gesammelt. Die mit Pilzen kontaminierten Masken wurden auf die SDA gelegt. Die mit Bakterien kontaminierten Masken wurden in steriler Nährbrühe kultiviert und auf eine Mueller-Hinton-Agar-Oberfläche (MHA) gelegt. Anschließend wurden die Proben über Nacht bei 37 °C inkubiert, um die Sterilität der kontaminierten Masken zu überprüfen [12, 13].

Bei O3-Konzentrationen von 2000 mg/L in einer 1,6-m3-Box und 500 mg/L in einer 0,53-m3-Box wurden die infektiösen Viruspartikel nach 15-minütiger Behandlung im Vergleich zum nicht mit O3 behandelten Virus um 82,99 % bzw. 81,70 % gehemmt Kontrolle. Die viruzide Wirkung nahm unter beiden Bedingungen zeitabhängig zu: 87,71 % und 86,75 % nach 30 Minuten, 95,59 % und 88,64 % nach 1 Stunde und 98,11 % und 97,16 % nach 2 Stunden Inkubation in 1,6-m3- und 0,53-m3-Boxen. bzw. (Abb. 2). Im Vergleich zur Virusbekämpfung war auch die Abtötungswirkung aufgrund der Fragilität des Virus bei Raumtemperatur erhöht. Um das Virus vollständig zu eliminieren, wäre eine Behandlung mit 2000 mg/L und 500 mg/L über mehr als 2 Stunden erforderlich. Bezüglich der abtötenden Wirkung des Virus im raumgroßen Raum von 56 m3 bei O3-Konzentrationen von 2000 mg/L und 500 mg/L wurde die Virusmenge durch die Behandlung mit O3 von Beginn der Behandlung an reduziert (83,98 %). und die viruzide Wirkung stieg nach 15 Minuten, 30 Minuten, 1 Stunde und 2 Stunden Inkubation auf 89,84 %, 92,5 %, 93,12 % und 94,84 % (Abb. 3). Die Wirkung von O3 bei der Dekontamination hing von der Konzentration und der Behandlungsdauer ab.

Prozentuale viruzide Wirkung der Ozonbehandlung zu verschiedenen Expositionszeiten. Die viruzide Wirkung von Ozon wurde in einer 0,53-m3-Box (schwarze Balken) und einer 1,6-m3-Box (hellgraue Balken) nach 0 min, 15 min, 30 min, 1 h und 2 h Behandlung bestimmt. Die dunkelgrauen Balken zeigen den prozentualen (%) Tod des Virus in einem Kontrollröhrchen ohne O3-Behandlung. Die Daten stellen den Mittelwert und die Standardabweichung der ozontötenden Wirkung dar, und der jeweilige Wert ist auch in der Tabelle unter der Grafik aufgeführt

Prozentuale viruzide Wirkung der Ozonbehandlung unter Verwendung von O3 2000 mg/L und 500 mg/L in einem 56 m3 großen Raum nach 0 Min., 15 Min., 30 Min., 1 Stunde und 2 Stunden Behandlung. Die Daten stellen den Mittelwert und die Standardabweichung der ozontötenden Wirkung dar und die Werte sind in der Tabelle unter der Grafik aufgeführt

Die Arten P. aeruginosa, S. aureus und Aspergillus spp. Die Desinfektionsfähigkeit von Ozon wurde in einem Ozon-Inkubator mit geschlossenem System getestet. Die Ergebnisse zeigten, dass die Ozonbehandlung in kleinen und großen Boxen das Wachstum von 103 KBE/ml P. aeruginosa und S. aureus auf der Maske nach 60 bzw. 30 Minuten Behandlung vollständig hemmen konnte, wie in Abb. 4 dargestellt . Darüber hinaus sind Aspergillus spp. bei einer Konzentration von 102 Sporen/ml wurde innerhalb von 120 Minuten eliminiert. Darüber hinaus zeigten die Ergebnisse des Kammersterilisationsexperiments, dass bakterielle Mikroorganismen innerhalb von 4 Stunden desinfiziert wurden. Allerdings wurden Pilzmikroorganismen nur teilweise desinfiziert (Abb. 5).

Potenzial von O3 zur Abtötung von P. aeruginosa b S. aureus und c Aspergillus spp. in unterschiedlichen Intervallen (0 min, 15 min, 30 min, 1 h und 2 h) in der kleinen Box (0,53 m3) und der großen Box (1,6 m3) im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle

Ozontötende Wirkung gegen P. aeruginosa und S. aureus sowie Aspergillus spp. nach 4 h im Raum im Vergleich zur Kontrolle (unbehandelt)

Das Tragen einer Maske ist eine der besten Methoden, um die Ausbreitung und Infektion von COVID-19 zu verhindern, wie von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) empfohlen. Sie könnte auch bei anderen pandemischen Infektionen eingesetzt werden. Mehrere Methoden, wie z. B. hohe Temperaturen, UV-Strahlung, Ozon, und Wasserstoffperoxid wurden für die Wiederverwendung, Desinfektion und Sterilisation von Einwegmasken eingesetzt, um eine mangelnde Verwendung in Krisensituationen und aus Sicherheitsgründen zu vermeiden. Für jeden Maskentyp kann je nach dem im Bau verwendeten Material eine andere Methode erforderlich sein.

Hier schlagen wir die Anwendung von O3 in einem Behälter bestimmter Größe zur Reduzierung und Beseitigung von Bakterien und Viren auf chirurgischem Maskenmaterial vor. Eine chirurgische Maske ist ein weit verbreitetes Hilfsmittel für medizinisches Personal in Krankenhäusern und auch für normale Menschen. Allerdings sind Studien zur Wiederverwendung, Desinfektion und Sterilisation von chirurgischen Masken im Vergleich zu denen für N95- oder FFP-Atemschutzmasken (Filtering Facepiece) selten [14].

Unsere Ergebnisse zeigten die Wirksamkeit von niedrig dosiertem O3 (2000 mg/L: 1,02 ppm und 500 mg/L: 0,26 ppm) bei der Dekontamination von chirurgischen Masken durch Reduzierung der Menge und Hemmung des Wachstums von Viren, Bakterien und Pilzen nach 15 Minuten. 30 Minuten und 2 Stunden Behandlung mit O3, hergestellt aus dem modifizierten PZ 2–4, das 2000 mg O3/L in einer 0,53 m3-Box erzeugt. Die Ergebnisse ähneln den Ergebnissen früherer Studien hinsichtlich der Wirksamkeit von O3 bei der Abtötung von Krankheitserregern auf Oberflächen. Dennis et al. fanden heraus, dass gasförmiges O3 SARS-CoV-2 inaktivierte. Sie schlugen außerdem eine praktische Empfehlung zur Implementierung einer einfachen O3-Desinfektionsbox für FFP-Atemschutzmasken mit 10–20 ppm O3 für mindestens 10 Minuten vor. Die Literatur legt nahe, dass Ozon Kapsidproteine ​​in unbehüllten Viren angreift und behüllte Viren am leichtesten angreift [15, 16]. Die Wirksamkeit von O3 zur Abtötung von Viren hängt von der relativen Luftfeuchtigkeit, der Temperatur und der Art des Virus ab, wie in Dubuis et al. gezeigt. 2020, der berichtete, dass eine höhere Wirkung einer niedrig dosierten O3-Exposition (0,23–1,23 ppm) auf die Inaktivierung des Norovirus bei 85 % relativer Luftfeuchtigkeit (RH) für 40 Minuten Norovirus gefunden wurde, während 20 % RH für 10 Minuten den gleichen Effekt hatten Ergebnis für Bakteriophagen. Diese Ergebnisse legen nahe, dass eine hohe relative Luftfeuchtigkeit zusammen mit O3 verwendet werden sollte, um ein wirksames Desinfektionsmittel gegen durch die Luft übertragene Viren zu erhalten, das in natürlich belüfteten Krankenhauszimmern eingesetzt werden könnte. Diese Studie wurde jedoch unter Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen im August in Thailand durchgeführt, ohne die genaue Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit zu messen, obwohl die Durchschnittstemperatur 28 °C und die durchschnittliche relative Luftfeuchtigkeit 83,2 % betrug, wie aus dem agrometeorologischen Bericht der meteorologischen Abteilung vom August 2020 hervorgeht [17].

Gramnegative Bakterien und Pilze benötigen mehr Zeit für die Dekontamination. Es gibt viele Berichte darüber, dass O3 die Anzahl von Bakterien, Viren und Bakteriensporen auf der Oberfläche von Materialien, einschließlich Feigen, Stoffen und Kunststoffen, bei einer relativ niedrigen Konzentration von 1–25 ppm in einer durchschnittlichen Zeit von 1–4 Stunden senkt [18, 19]. Diese Ergebnisse stehen im Zusammenhang mit dieser Studie und dem Experiment zur Desinfektion von P. aeruginosa und S. aureus in einem geschlossenen System, das zeigte, dass Bakterien bei einer Konzentration von 103 KBE/ml innerhalb von 30 Minuten eliminiert wurden und eine Kammersterilisation innerhalb von 30 Minuten erreicht wurde 4 Std. Darüber hinaus gelang mit diesem Experiment die Pilzinaktivierung von Aspergillus spp. durch Ozon in einem geschlossenen Ozon-Inkubator innerhalb von 120 Minuten. Dies kann mit früheren Studien zusammenhängen, die ähnliche Ergebnisse zur Pilzinaktivierung zeigten. Wood et al. berichteten über die Inaktivierung von Sporen von Bacillus anthracis und Bacillus subtilis auf Baumaterialien durch O3 [20]. O3 kann durch die Zellmembran diffundieren und der Angriff auf Glykoproteine ​​und Glykolipide in der Zellmembran führt zum Aufbrechen von Krankheitserregerzellen. Darüber hinaus greift O3 die Sulfhydrylgruppen bestimmter Enzyme an, was zu einer Störung der normalen zellulären Enzymaktivität und einem Funktionsverlust führt. Ozon greift auch die Purin- und Pyrimidinbasen von Nukleinsäuren an und schädigt die DNA [21, 22]. Die Vorteile von Ozongas bestehen darin, dass es bei der Desinfektion Schatten und Spalten erreicht, im Gegensatz zu ultravioletter Strahlung, die in einer Luftströmungsumgebung eine kurze Halbwertszeit hat. Die unmittelbar lebens- oder gesundheitsgefährliche Konzentration (IDLH) von Ozon beträgt für den Menschen 5 ppm. Eine 60-minütige Exposition gegenüber 50 ppm ist für den Menschen wahrscheinlich tödlich [23]. Daher sollte eine niedrige Dosis in einem geschlossenen System verwendet werden, um direkten Kontakt zu vermeiden. O3-Gas kann jedoch schnell durch O2 ausgetauscht werden, und der Geruch von O3 ist für viele Menschen bei geringen Konzentrationen von 0,1 ppm in der Luft in einer häuslichen Umgebung wahrnehmbar, wobei der Luftwechsel pro Stunde zwischen 5 und 8 ACH variiert. Ozon hat eine Halbwertszeit von nur 30 Minuten [24] und die Reaktion läuft bei höheren Temperaturen schneller ab (FAQ zu Geowissenschaften im Bild). Unser Experiment verwendete eine Generatormaschine, die 2000 mg/L in einer 0,53 m3 großen Box produzierte.

Diese Studie stützte auch frühere Studien, die zeigten, dass die Behandlung mit Ozon nur eine sehr geringe Verschlechterung der Faserstrukturen oder des Sitzes von chirurgischen Masken verursacht. Dies unterscheidet sich von anderen Dekontaminationsverfahren wie der UV-Behandlung, die eine begrenzte Wiederverwendung aufgrund negativer Nebenwirkungen wie Verformung des Gummibandes, Ansammlung von Feuchtigkeit und Zerstörung des Fasermaterials ermöglicht. Dies deutete darauf hin, dass die O3-Behandlung die Filterkapazität einer Maske für mehr als 30-malige Wiederverwendung aufrechterhalten könnte [25].

In dieser Studie wurden nur zwei Behältergrößen und zwei O3-Konzentrationen verwendet. Die Temperatur und Luftfeuchtigkeit während des Experiments wurden nicht festgelegt, was sich auf die Desinfektionseffizienz von Ozon auswirken kann, und die Filterkapazität der chirurgischen Maske wurde nicht bestimmt.

Zusammenfassend stützen die Ergebnisse dieser Studie die Möglichkeit, O3 als wirksames Verfahren zur Dekontamination wiederverwendeter chirurgischer Masken in einer Dosis von 2000 mg/l O3 in einer 0,53-m3-Box für 2 Stunden zu verwenden, wodurch chirurgische Masken für die Wiederverwendung dekontaminiert werden könnten durch Reduzierung und Eliminierung der Menge an Krankheitserregern, einschließlich Bakterien, Viren und Pilzen. Längere Einwirkzeiten führen zu einer stärkeren Virusinaktivierung. Dennoch bleiben Risiken für die Sicherheit und Gesundheit der Benutzer bestehen. Daher sollte Ozon ordnungsgemäß verwendet und gehandhabt werden.

Die Daten, die die Ergebnisse dieser Studie stützen, sind auf begründete Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.

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Referenzen herunterladen

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Dieses Projekt wurde 2019 von Innovation and Enterprise Affairs der Khon Kaen University unterstützt.

Zentrum für Forschung und Entwicklung medizinischer Diagnoselabore (CMDL), Fakultät für assoziierte medizinische Wissenschaften, Khon Kaen-Universität, Khon Kaen, 40002, Thailand

Patcharaporn Tippayawat

Abteilung für Medizintechnik, Fakultät für assoziierte medizinische Wissenschaften, Khon Kaen University, Khon Kaen, 40002, Thailand

Patcharaporn Tippayawat & Sukanya Srijampa

Mitglieder des Khon Kaen University Council, Khon Kaen University, Khon Kaen, 40002, Thailand

Chalermchai Vongnarkpetch

Abteilung für Mikrobiologie, Medizinische Fakultät, Khon Kaen University, Khon Kaen, 40002, Thailand

Saitharn Papalee & Supranee Phanthanawiboon

Forschungs- und Diagnosezentrum für neu auftretende Infektionskrankheiten (RCEID), Abteilung für Mikrobiologie, Medizinische Fakultät, Khon Kaen-Universität, Khon Kaen, 40002, Thailand

Saitharn Papalee & Supranee Phanthanawiboon

Abteilung für Parasitologie, Medizinische Fakultät, Khon Kaen University, Khon Kaen, 40002, Thailand

Thidarut Boonmars

Programm für Materialwissenschaft und Nanotechnologie, Fachbereich Physik, Fakultät für Naturwissenschaften, Khon Kaen University, Khon Kaen, 40002, Thailand

Nonglak Meethong

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Experimentelles Design: PT, CV, SP, SS, TB, NM, SP. Analyse und Zusammenfassung der Ergebnisse: PT, NM, TB und SP. Alle Autoren diskutierten die Ergebnisse und Implikationen und kommentierten das Manuskript in allen Phasen. Alle Autoren haben das endgültige Manuskript gelesen und genehmigt.

Korrespondenz mit Supranee Phanthanawiboon.

Unzutreffend.

Unzutreffend.

Von den Autoren wurden keine potenziellen Interessenkonflikte gemeldet.

Springer Nature bleibt neutral hinsichtlich der Zuständigkeitsansprüche in veröffentlichten Karten und institutionellen Zugehörigkeiten.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Tippayawat, P., Vongnarkpetch, C., Papalee, S. et al. Desinfektionseffizienztest für kontaminierte chirurgische Masken mithilfe eines Ozongenerators. BMC Infect Dis 22, 234 (2022). https://doi.org/10.1186/s12879-022-07227-3

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Eingegangen: 08. Juli 2021

Angenommen: 24. Februar 2022

Veröffentlicht: 07. März 2022

DOI: https://doi.org/10.1186/s12879-022-07227-3

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